【正文】 感謝電子信息工程班的全體同學，是你們的幫助、支持和勉勵讓我有了今天的成績。再次感謝老師在學習和生活上對我的教育和關心。在此，對幫助過我的同學、和教誨過我的各位老師表示忠心的感謝，特別是我的指導教師郭建昌老師，郭老師淵博的學識、敏銳的思維、深刻的洞察力、迅速把握核心問題和解決問題的能力為我展示了一名學者的風范，也潛移默化的成為激勵我求知上進的動力。同時，在設計的過程中由于時間較短，自身技術(shù)的不成熟，設計中仍存在很大的不足，希望在今后的學習中能夠不斷改進。參考文獻[1] 周志敏，周紀海．開關電源實用技術(shù)設計與應用[M].北京：人民郵電出版社，2003[2] 孫立群，張寶金．電動自行車充電器維修[M].北京：人民郵電出版社2008[3] . 北京:電子工業(yè)出版社[M].2002年1月[4] 楊幫文．實用電池充電器與保護器電路集錦[M].電子工業(yè)出版社，2001[5] 段晨東，張文革，[M].北京：清華大學出版社，:202205[6] [D].:2836[7] [M].北京：機械工業(yè)出版社，[8] [M].北京：機械工業(yè)出版社，2004[9] 王鴻麟，錢建立，[M].北京：科學出版社，:132157[10] 嚴國萍，龍占超．通信電子線路[M].北京：科學出版社，:108114[11] 童詩白，華成英．模擬電子技術(shù)基礎[M].高等教育出版社，:470483[12] [M]..[13] [J].中國科技信息， (20)：2123[14] 彭為，黃科，[M].電工工業(yè)出版社,2006,5 ?？傮w說來，在整個畢業(yè)論文設計的過程中，我學到了做任何事情所要有的態(tài)度和心態(tài)，認識到只有不斷地學習，各方面的知識都充分地接觸，才能為今后更好地發(fā)展打下基石。還有需要懂得電路制圖軟件DXP等的熟練操作。同時，由于充電技術(shù)性能參數(shù)受到多方因素的影響，這就決定了參數(shù)的確定需要在電動車的實際運營過程中進行跟蹤監(jiān)測和檢驗。在分析了傳統(tǒng)的充電方式之后，本文提出了四階段式智能充電的方法，實現(xiàn)對蓄電池的分級慢脈沖充電。本課題通過采用單片機技術(shù)和RFID技術(shù)實現(xiàn)電動車充電站設計,主要有三個功能，電量檢測功能、RFID電子錢包功能和充電功能。把蓄電池接入進行充電時，首先檢測它的電壓，如果電壓小于48V則給晶閘管門極一個脈沖，使晶閘管導通給蓄電池充電。結(jié)果是蓄電池過充電，使得蓄電池的壽命減小，浪費能源。接下來就是讀取采樣電流信號，單片機向ADC0809發(fā)送采樣電流信號轉(zhuǎn)換的地址，然后向ADC0809發(fā)送寫信號，即發(fā)送地址鎖存和模數(shù)轉(zhuǎn)換啟動信號，之后進入等待狀態(tài)。當蓄電池充滿電時，單片機控制繼電器，斷開電源停止充電，程序流程圖如下圖所示：開始初始化啟動模數(shù)轉(zhuǎn)換讀取電壓幅值U10V?恒流充電讀取電壓幅值U40V?N預充電YN停止充電U48V？讀取電壓幅值涓流充電 U45V？讀取電壓幅值恒壓充電NYYYN圖20 充電電路流程圖 ADC0809軟件設計在這個軟件模塊設計中，單片機首先向ADC0809發(fā)送采樣電壓信號轉(zhuǎn)換的地址，然后向ADC0809發(fā)送寫信號，即發(fā)送地址鎖存和模數(shù)轉(zhuǎn)換啟動信號，之后進入等待狀態(tài)。由單片機換算出蓄電池的實際電壓值，由實際的電壓值決定對蓄電池進行預充電還是恒流充電，并計算出PWM波形占空比的大小，然后再輸出頻率為1KHz 的PWM波形控制開關管的導通與斷開實現(xiàn)對蓄電池的充電。另外，LCD1286412屏上顯示電子錢包當前余額。根據(jù)卡返回的序列號，對用戶進行身份驗證[11]。若不存在，則有報警提示音。它們之間的隔離均采用了LC緩沖電路，防止各部分電路之間的相互串入干擾。在輸出端反接一個二極管，用于保護電路。電解電容用于抑制芯片的自激振蕩，瓷介電容用于壓縮芯片的高頻帶寬，減少高頻噪聲[10]。電源電路如圖17所示：圖17 12V電源電路5V電源用于為單片機以及其它的數(shù)字芯片、模擬芯片提供電源。在輸入端與地之間接有一個3K的電阻和一個發(fā)光二極管，用于指示有無電源的輸入，便于調(diào)試和維修[9]。如圖16所示：圖16 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊電路 電源電路設計12V電源電路采用的是三端固定式穩(wěn)壓器LM7812，由蓄電池直接接入LM7812的輸入端，輸入和輸出端與地之間除接有大容量的470UF電解電容濾波外。用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。ALE和START進行線與。START上升沿時，復位ADC0809；START下降沿時啟動芯片，開始進行A/D轉(zhuǎn)換；在A/D轉(zhuǎn)換期間，START應保持 低電平。對應ALE上跳沿，A、B、C地址狀態(tài)送入地址鎖存器中。Vref(116腳)——參考電源參考電壓用來與輸入的模擬信號進行比較，作為逐次逼近的基準。D0～D7——數(shù)據(jù)輸出線。EOC=0,正在進行轉(zhuǎn)換；EOC=1,轉(zhuǎn)換結(jié)束。通常使用頻率為500KHz的時鐘信號，ADC0809的時鐘信號由單片機的地址鎖存允許信號引腳ALE輸出1MHZ的方波，經(jīng)兩個D觸發(fā)器組成的四分頻電路后得到500KHZ的方波時鐘信號。CLK(10腳)——時鐘信號。 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設計模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片為8通道模擬輸入的ADC0809，由于在本設計中只用了兩個模擬通道，所以模擬通道選擇信號地址A由單片機通過鎖存器74HC573來控制，而B、C接低電平。當充電電流為1000mA～2250mA時，引腳9和10所接的線圈通電，最右邊的繼電器導通。當充電電流為500mA～1000mA時，引腳11和12所接的線圈通電，從左邊數(shù)第三個繼電器導通。當充電電流為100mA～500mA時，引腳13和14所接的線圈通電，從左邊數(shù)第二個繼電器導通。繼電器陣列用于實現(xiàn)放大倍數(shù)的自動轉(zhuǎn)換，當充電電流為20mA～100mA時，引腳15和16所接的線圈通電，使最左邊的繼電器導通。其電路如圖15所示：圖15 繼電器陣列驅(qū)動電路（5）后級放大電路后級放大電路由低噪聲高精度運放OP07對前置放大電路輸出的信號進行放大，而放大倍數(shù)自動轉(zhuǎn)換則由繼電器陣列所構(gòu)成 。繼電器陣列驅(qū)動由PNP三極管A1015所構(gòu)成的放大電路，其中5V直流繼電器，由此可算出限流電阻R的阻值為：R=ΔU2/P=()2/≈。采樣信號在不同的范圍時，就會對應一個或幾個電壓比較器輸出低電平，再由譯碼器74HC154進行譯碼使對應的引腳輸出低電平，以便用于分析電流信號的范圍和實現(xiàn)放大倍數(shù)自動轉(zhuǎn)換。由四電壓比較器LM339構(gòu)成的電壓比較電路組成，在電壓比較器的同相輸入端接一個基準電壓，在反相輸入端輸入采樣的電流信號[7]。為了提高對充電采樣電流測量的精度，利用放大器AD620對采樣電流進行精確的放大10倍，其中電阻R44的阻值為：R44=(A1)=(101)=。由于蓄電池充電時電流的信號從20mA～3A，范圍很大，它有一段的信號是很小，采樣電流信號幅值變?yōu)?mA～，為此在本設計中對采樣電流信號進行兩級放大，既前置放大電路和后級放大電路[6]。一個對前級電路相當于開路，輸出電壓又不受后級阻抗影響的電路當然具備隔離作用，即使前、后級電路之間互不影響。電壓跟隨器具有電壓隔離的作用，也稱為電壓隔離器，電壓隔離器輸出電壓近似輸入電壓幅度，并對前級電路呈高阻狀態(tài)，對后級電路呈低阻狀態(tài)，因而對前后級電路起到“隔離”作用。由電壓采樣電路出來的電壓信號送入由R15和C24組成的低通濾波器，其截止頻率為fH=1/2R15C24=1/2103108≈。 信號采樣與放大電路設計整體信號采樣與放大模塊電路圖如下所示:圖14 信號采樣與放大模塊電路圖（1）電壓采樣信號處理電路如圖14所示，信號采樣與放大模塊由電流和電壓信號的采樣電路和放大電路組成。P0口與ADC0809的數(shù)據(jù)口相連，用于讀取取樣的電壓和電流信號。單片機的復位電路為上電復位，電源通過22UF的電解電容加到單片機的復位腳9腳上一個高電平復位信號，RC常數(shù)t為t=2210610103==220mS,因此，上電復位電路能給單片機提供高電平的時間遠大于2個機械周期的時間(即2mS),即單片機在加電后，單片機能完成復位。R15～R17構(gòu)成蓄電池實際電壓的采樣電路，在本電路采樣蓄電池的1/10的電壓。次級繞組接DDD10和D15構(gòu)成二次整流電路，然后用一個470UF的大電容進行濾波。而有了CRD7組成的緩沖電路，在變壓器上電一瞬間，由于電容C6兩端的電壓不能突變，有個上升的過程，它兩端的電壓隨著電容的充電而升高，從而起到緩沖的作用。其中，光電耦合器NEC2501(U11)用于隔離強電與弱電，防止強電部分干擾單片機系統(tǒng)，PNP三極管Q2用于驅(qū)動開關管DFF4N60，確保開關管的導通，R8～R11為限流電阻。充電電路部分是電動車充電站三大功能的一部分，主要實現(xiàn)智能充電功能。保護電路的熔斷器用保護電路過流，壓敏電阻RT1用于保護電路的過壓。由于C31～C34兩端的電壓不能突變，C31～C34處于短路狀態(tài)，二極管上不全流過很大的電流，從而保護了二極管。整流濾波電路由四個二極管D1～D四個電容C31～C34和一個濾波電容C1組成，電容C31～C34()對交流50Hz阻抗很大，而對高頻干擾的阻抗很小，基本上可以通過它順利入地。三極管Q3用于將光電耦合器NEC2501的信號放大，以確保有效的驅(qū)動繼電器，其中R1R17和R18為限流電阻。繼電器J1驅(qū)動電路由光電耦合器NEC250PNP三極管Q3和續(xù)流電路構(gòu)成，光電耦合器NEC2501為了防止現(xiàn)場強電磁干擾或工頻電壓通過輸出通道反串到單片機系統(tǒng)。 功能模塊電路設計 整流濾波電路設計交流220V整流濾波電路由繼電器電路、橋形濾波整流電路和保護電路組成。 由于LM324四運放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用，價格低廉等優(yōu)點，因此被廣泛用在各種電路中。LM324本身具有許多特點，比如：一是具有短路保護輸出；二是真差動輸入級；三是可單電源工作；四是低偏置電流，最大為100nA；五是每個封裝含有四個運算放大器；六是具有內(nèi)部補償?shù)墓δ?；七是共模范圍擴展到負電源；八是行業(yè)標準的引腳排列；九是輸入端具有靜電保護功能。它有5個引出腳，其中“+”、“”為兩個信號輸入端，“V+”、“V”為正、負電源端，“Vo”為輸出端。與單電源應用場合的標準運算放大器相比，它們有一些顯著優(yōu)點。首先送出口地址并以信號有效時，OE信號即有效，把轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線，供單片機接收。 l 中斷方式：把表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號（EOC）作為